Thiết kế và thi công mạch thực đơn điện tử

TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

----o0o----

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

Tp. HCM, ngày 15 tháng 9 năm 2019

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

Trần Đăng Linh
Trần Xuân Phương

MSSV: 14141170
MSSV: 14141240

Chuyên ngành:

Kỹ thuật Điện - Điện tử

Mã ngành:

01

Hệ đào tạo:

Đại học chính quy

Mã hệ:

1

Khóa:

2014

Lớp:14941DT và 14141DT2

I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH THỰC ĐƠN ĐIỆN TỬ
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
 Tiến hành tìm kiếm tài liệu liên quan tới hệ thống thực đơn điện tử
 Tham khảo các mơ hình trong thực tế
 Tìm hiểu và chọn ra các module và linh kiện thích hợp cho hệ thống
2. Nội dung thực hiện:
 Nội dung 1: Nghiên cứu các hệ thống, tìm hiểu các tài liệu và tính tốn thơng số
cho mạch.
 Nội dung 2: Tìm hiểu phương pháp điều khiển TFT LCD, tính toán, chọn lựa
các linh kiện phù hợp với yêu cầu đặt ra.
 Nội dung 3: Thiết kế sơ đồ hệ thống, sơ đồ ngun lý, thiết kế mơ hình.
 Nội dung 4: Viết chương trình điều khiển hệ thống để hoàn thành được các yêu
cầu đặt ra.
 Nội dung 5: Lắp ráp mơ hình, chạy thử nghiệm sản phẩm.
 Nội dung 6: Viết báo cáo các nội dung đã thực hiện.

i


III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

26/08/2019

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 22/12/2019
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ThS. Nguyễn Đình Phú
BM. ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH

ii


TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
----o0o----

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

Tp. HCM, ngày 24 tháng 12 năm 2019

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên 1: Trần Đăng Linh
Lớp:14941DT
Họ tên sinh viên 2: Trần Xuân Phương

MSSV:14141170

Lớp:14141DT2A

MSSV:14141240

Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH THỰC ĐƠN ĐIỆN TỬ

Tuần/ngày
Tuần 1
Từ 26/8/2019 đến

Nội dung

Xác nhận
GVHD

- Gặp GVHD nhận đề tài.
- Viết đề cương chi tiết.

1/9/2019
Tuần 2
Từ 3/9/2019 đến
10/9/2019

- Tìm hiểu đề tài và tham khảo tài liệu liên

quan đến điều khiển màn hình cảm ứng
điện dung, cách lập trình App Android,
cách thiết kế và gửi dữ liệu lên web

Tuần 3
Từ 11/9/2019 đến
18/9/2019
Tuần 4
Từ 19/9/2019 đến
26/9/2019

- Gặp và báo cáo với GVHD về hướng thực
hiện đề tài. Tìm hiểu và cài đặt cách phần
mềm liên quan cho máy tính.
- Tìm hiểu về STM32F407, màn hình cảm
ửng điện dung TFT LCD 7inch và
NodeMCU Esp8266.

Tuần 5
Từ 27/9/2019 đến

- Vẽ sơ đồ nguyên lý và cài đặt các thư viện
liên quan đến điều khiển TFT LCD.

4/10/2019

- Kết nối STM32F407 với màn hình và
NodeMCU Esp8266.
iii

Tuần 6
Từ 5/10/2019 đến
12/10/2019

Tuần 7
Từ 13/10/2019 đến
20/10/2019
Tuần 8
Từ 21/10/2019 đến
28/10/2019

- Báo cáo tiến độ cho GVHD.
- Viết chương trình trên KEIL C điều khiển
cảm ứng và hiển thị trên màn hình.

- Báo cáo tiến độ cho GVHD.
- Viết chương trình trên KEIL C điều khiển
NodeMCU ESP8266
- Báo cáo tiến độ cho GVHD
- Viết chương trình cho tồn mạch và kiểm
tra lỗi. Viết chương trình trên Visual studio
để tạo web.

Tuần 9
Từ 29/10/2019 đến
6/11/2019
Tuần 10
Từ 7/11/2019 đến

- Báo cáo tiến độ cho GVHD.
- Viết chương trình trên Android Studio tạo
app trên điện thoại
- Báo cáo tiến độ cho GVHD.
- Viết báo cáo luận văn.

14/11/2019
Tuần 11
Từ 15/11/2019 đến

- Báo cáo tiến độ cho GVHD
- Hồn thành mơ hình và báo cáo.

22/11/2019
Tuần 12
Từ 23/11/2019 đến
30/11/2019
Tuần 13
Từ 1/12/2019 đến
8/12/2019

- Hồn thành báo cáo và mơ hình, chuẩn bị
gặp GVPB và báo cáo
- Hồn thiện sản phẩm.
- Viết và chỉnh sửa báo cáo.

iv


Tuần 14

Từ 9/12/2019 đến
10/12/2019
Tuần 15
Từ 11/12/2019 đến
18/12/2019)

- Chỉnh sửa báo cáo lần cuối trước khi
gửi cho GVHD.
- Hoàn thiện báo cáo, gửi GVHD xem
xét, góp ý.
- In báo cáo, nộp báo cáo hoàn thiện
GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)

v


LỜI CAM ĐOAN
Đề tài này là do nhóm bao gồm Trần Đăng Linh và Trần Xuân Phương tự thực
hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và sự hướng dẫn của Ths Nguyễn Đình Phú. Các
số liệu khơng sao chép từ tài liệu hay cơng trình đã có trước đó.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 12 năm 2019
Sinh viên thực hiện 1
Trần Đăng Linh

Sinh viên thực hiện 2

Trần Xuân Phương

vi


LỜI CẢM ƠN

Sau quá trình tìm hiểu tài liệu tham khảo, nghiên cứu nhóm đã hồn thành mơ
hình đồ án tốt nghiệp “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH THỰC ĐƠN ĐIỆN TỬ ”,
chúng em xin gửi lời cảm ơn đến q thầy cơ, gia đình, bạn bè đã tạo điều kiện giúp
đỡ trong suốt thời gian qua.
Chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Đình Phú là người trực
tiếp hướng dẫn. Cảm ơn Thầy đã tận tình để hướng dẫn, hỗ trợ các thiết bị cũng như
góp ý và truyền đạt những kinh nghiệm và kiến thức để nhóm hồn thành đề tài.
Chúng em xin gởi lời chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện-Điện Tử
của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM đã dạy dỗ và truyền đạt những kiến
thức quý báu cho chúng em có những kiến thức và nguồn tài liệu để hồn thành đề tài.
Cảm ơn gia đình người thân đã luôn bên cạnh động viên trong những lúc căng
thẳng khó khăn. Chúng em cũng gửi lời đồng cảm ơn đến các bạn sinh viên khoa
Điện-Điện tử đã cùng nỗ lực cố gắng hoàn thành đề tài. Bài báo cáo sẽ khơng tránh
khỏi những sai lầm và thiếu sót. Kính mong q thầy cơ và các bạn thơng cảm. Xin
chân thành cảm ơn!

Người thực hiện đề tài
Sinh viên thực hiện 1

Trần Đăng Linh

Sinh viên thực hiện 2

Trần Xuân Phương

vii


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP............................................................................i
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP..............................................iii
LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................... vi
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................vii
LIỆT KÊ HÌNH VẼ.................................................................................................... xi
LIỆT KÊ BẢNG.......................................................................................................xiv
Chương 1: TỔNG QUAN...........................................................................................1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................. 1
1.2 MỤC TIÊU......................................................................................................... 1
1.3

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU........................................................................... 2

1.4

GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI............................................................................... 2

1.5 BỐ CỤC.............................................................................................................. 2
Chương 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT...............................................................................4
2.1 Hệ thống thực đơn điện tử............................................................................... 4
2.1.1 Giới thiệu về thực đơn điện tử................................................................... 4
2.2 Giới thiệu về phần cứng.................................................................................... 4
2.2.1 Giới thiệu KIT STM32F4 Discovery......................................................... 4
2.3 Giới thiệu Màn hình cảm ứng Capacitive........................................................ 6
2.3.1 Khái niệm về màn hình cảm ứng............................................................... 6
2.3.2 Giới thiệu màn hình cảm ứng 7INCH LCD BOARD............................... 8

2.4 ESP8266 và module NODEMCU...................................................................... 8
2.4.1 Giới thiệu ESP8266..................................................................................... 8
2.5 Mạch giảm áp LM2596...................................................................................... 9
2.6

CHUẨN GIAO TIẾP UART........................................................................ 10

2.6.1

Giới Thiệu Uart...................................................................................... 10
viii


2.7 CHUẨN TRUYỀN I2C .................................................................................12
2.7.2 Nguyên Lý Hoạt Động I2C ........................................................................ 12
2.8 GIỚI THIỆU HTTP ..........................................................................................13
Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG .........................................................................15
3.1 GIỚI THIỆU ......................................................................................................15
3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ....................................................15
3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống .....................................................................15
3.2.2

Tính tốn và thiết kế mạch ....................................................................16

Chương 4: THI CƠNG HỆ THỐNG ........................................................................22
4.1 GIỚI THIỆU ......................................................................................................22
4.2

THI CÔNG HỆ THỐNG ..............................................................................22

4.2.1 Thi công bo mạch ....................................................................................22
4.2.2 Lắp ráp và kiểm tra ................................................................................24
4.3

ĐĨNG GĨI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH .....................................................25

4.3.1
4.4

Đóng gói bộ điều khiển ...........................................................................25

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ............................................................................26

4.4.1 Lưu đồ giải thuật .....................................................................................26
4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển .....................................................29
4.4.2.1 Giới thiệu phần mềm STM32CubeMX .............................................29
4.4.2.2 Giới thiệu phần mềm keil C ...............................................................30
4.4.2.3 Giới thiệu phần mềm Android studio ...............................................32
4.5

LẬP TRÌNH MƠ PHỎNG ...........................................................................33

4.5.1

Tài liệu hướng dẫn sử dụng ...................................................................33

Chương 5: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ .............................................40
5.1

GIAO DIỆN WEB .........................................................................................40

Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ............................................51
6.1. KẾT LUẬN ....................................................................................................51
ix


6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN............................................................................... 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 53

x


LIỆT KÊ HÌNH VẼ
Hình

Trang

Hình 2.1: Hình thức của menu điện tử ở ngồi thực tế............................................................. 4
Hình 2.2: Kit STM32F407 DISCOVERY..................................................................................... 5
Hình 2.3: Sơ đồ khối của kit STM32F407..................................................................................... 5
Hình 2.4: Cách dị tọa độ của màn hình.......................................................................................... 7
Hình 2.5:Hình ảnh mặt trước 7inch LCD Board......................................................................... 8
Hình 2.6: Hình ảnh sơ đồ chân của module NodeMCU ESP8266....................................... 9
Hình 2.7 Hình ảnh thực tế của module nguồn LM2596........................................................... 10
Hình 2.8: Hệ thống truyền dữ liệu bất đồng bộ........................................................................... 11
Hình 2.9: Hệ thống các thiết bị giao tiếp theo chuẩn I2C........................................................ 12
Hình 2.10: Giản đồ truyền nhận I2C................................................................................................ 13
Hình 3.1: Sơ đồ khối tồn mạch........................................................................................................ 15
Hình 3.2: Sơ đồ kết nối giữa STM32F407 và Node MCU8266............................................ 17
Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý STM32F407......................................................................................... 18

Hình 3.4: Sơ đồ kết nối STM32F407 và 7inch LCD Board.................................................... 20
Hình 3.5: Sơ đồ ngun lý tồn mạch............................................................................................. 21
Hình 4.1 Hình PCB lớp bot của mạch............................................................................................. 22
Hình 4.2: Hình PCB lớp top của mạch............................................................................................ 23
Hình 4.3: Hình 3D của mạch............................................................................................................... 23
Hình 4.4: Sơ đồ bố trí các khối trong mạch................................................................................... 24
Hình 4.5: Hình ảnh mơ hình nhìn từ trên xuống.......................................................................... 25
Hình 4.6: Hình ảnh mơ hình nhìn từ hướng đối diện................................................................. 25
Hình 4.7: Lưu đồ điều khiển UART................................................................................................. 27
Hình 4.8: Lưu dồ điều khiển giao diện và xuất ra màn hình cảm ứng................................ 28
Hình 4.9: Lưu đồ giao tiếp giữa STM32F407 và NodeMCU ESP8266.............................29
Hình 4.10: Giao diện bắt đầu sử dụng của CUBEMX.............................................................. 29
Hình 4.11: Hình ảnh tìm kiếm............................................................................................................ 30
Hình 4.12: Lưu lại project.................................................................................................................... 30
Hình 4.13: Giao diện lập trình của Keil C................................................................................. 31
Hình 4.14: Lưu project vào thư mục mong muốn....................................................................... 31
Hình 4.15: Hình tạo mới project android........................................................................................ 32
xi


Hình 4.16: Chọn nơi lưu project và đặt tên................................................................................... 32
Hình 4.17: Hình tạo mới một project trong Android Studio................................................... 33
Hình 4.18: Chọn nơi lưu project và đặt tên................................................................................... 33
Hình 4.19: Giao diện lập trình trong phần mềm.......................................................................... 34
Hình 4.20: Màn hình hiển thị tên đồ án tốt nghiệp..................................................................... 34
Hình 4.21: Giao diện màn hình tùy chọn................................................................................... 35
Hình 4.22: Giao diện màn hình hiển thị thực đơn................................................................. 35
Hình 4.23: Giao diện màn hình đặt bàn...................................................................................... 36
Hình 4.24: Hình ảnh hiển thị đặt bàn........................................................................................... 36
Hình 4.25: Giao diện màn hình chọn món................................................................................ 37

Hình 4.26: Giao diện màn hình thanh tốn............................................................................... 37
Hình 4.27: Giao diện màn hình đặt bàn........................................................................................ 38
Hình 4.28: Giao diện màn hình đăng nhập app...................................................................... 38
Hình 4.29: Giao diện màn hình giới thiệu...................................................................................... 39
Hình 4.30: Hình ảnh mơ tả món ăn và giá tiền............................................................................. 39
Hình 4.31: Chỉnh sửa thực đơn.......................................................................................................... 41
Hình 5.1: Hiển thị đăng nhập trang web......................................................................................... 41
Hình 5.2: Hiển thị thanh cơng cụ của trang web......................................................................... 41
Hình 5.3: Hiển thị trạng thái của bàn............................................................................................... 42
Hình 5.4: Hiển thị hóa đơn và trạng thái bàn............................................................................... 42
Hình 5.5: Hình ảnh khi xuất hóa đơn............................................................................................... 43
Hình 5.6: Hình ảnh menu được cập nhật thành cơng................................................................. 43
Hình 5.7: Thơng báo hiển thị tạo menu.......................................................................................... 43
Hình 5.8: Thơng báo hiển thị chưa có món ăn............................................................................. 44
Hình 5.9: Hiển thị hình ảnh menu cập nhật thành cơng............................................................ 44
Hình 5.10: Hình ảnh món ăn được cập nhập................................................................................ 45
Hình 5.11: Thơng báo hiển thị update thành cơng...................................................................... 45
Hình 5.12: Hình ảnh món ăn được thêm......................................................................................... 45
Hình 5.13: Hình ảnh món ăn được tạo............................................................................................ 46
Hình 5.14: Hình ảnh món ăn được xố........................................................................................... 46
Hình 5.15: Hình ảnh trên giao diện.................................................................................................. 46
Hình 5.16: Hình ảnh tạo order thành cơng..................................................................................... 47
xii


Hình 5.17: Thơng báo nếu tạo order thành cơng......................................................................... 47
Hình 5.18: Thơng báo bàn đang phục vụ........................................................................................ 48
Hình 5.19: Thơng báo hập món ăn thành cơng vào order........................................................ 48
Hình 5.20: Nhấn vào nút xem món đã gọi..................................................................................... 48
Hình 5.21: Thơng báo khơng có món.............................................................................................. 49

Hình 5.22: Thêm món thành cơng..................................................................................................... 49
Hình 5.23: Hình ảnh trên web............................................................................................................. 50
Hình 5.24: Hình ảnh thực đơn được xố........................................................................................ 50
Hình 5.25: Thêm món thành cơng..................................................................................................... 51
Hình 5.26: Hình ảnh trạng thái bàn trống....................................................................................... 51

xiii


LIỆT KÊ BẢNG
Bảng

Trang

Bảng 3.1: Liệt kê các chân sử dụng trong 7inch lcd board............................................... 19
Bảng 3.2: Bảng liệt kê tổng dòng điện cho mạch……………………………………. 21
Bảng 4.1: Liệt kê các linh kiện sử dụng trong mạch………………………………… 24

xiv


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
MCU: Microcontroller Unit
LCD: Liquid crystal Display
IC: Integrated Circuit
GPIO: General-purpose input/output
I2C: Inter-integrated Circuit
SPI: Serial Peripheral Interface
ADC: Analog-to-Digital Converter
USB: Universal Serial Bus

DMA: Direct Memory Access
UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
CAN: Controller Area Network
TFT: Thin-Film Transistor
TCP/IP: Transmission Control Protocol/ Internet Protocol IDE: Integrated
Development Environment
FSMC: Flexible Static Memory Controller
PCB: Printed Circuit
VOM: Volt-Ohm-Milliammeter
CMD: Command HTTP: HyperText Transfer Protocol

xv


TĨM TẮT
Đề tài đồ án với mục đích chính là thiết kế và thi công được thực đơn hiển thị
trên màn hình cảm ứng điện dung dùng vi điều khiển STM32F407. Khi cấp nguồn
màn hình TFT LCD 7 inch sẽ hiển thị giới thiệu sau đó nhấn chuyển trang thì màn
hình sẽ hiển thị lên ba tùy chọn. Chúng ta có thể thao tác trên màn hình để đặt bàn, gọi
món ăn hoặc sửa đổi thực đơn theo ý muốn bằng các thao tác chạm trên màn hình “7
inch touch board”. Sau đó dữ liệu chọn món ăn và giá tiền sẽ được module NodeMCU
ESP8266 gửi lên web để xuất hóa đơn và thanh tốn cho khách hàng. Giúp cho việc
chọn món ăn được nhanh chóng và tiện dụng.
Việc xử lý dựa trên ngơn ngữ lập trình C trên Keil C. Phần mềm hỗ trợ cho
nhiều loại vi điều khiển, có các cơng cụ và hàm để xử lý cảm ứng và giao diện được
thuận tiện và dễ dàng. Báo cáo bao gồm 6 chương: : tổng quan; cơ sở lý thuyết; thiết
kế hệ thống; thi công hệ thống; kết quả, nhận xét và đánh giá; kết luận và hướng phát
triển. Nếu đề tài này được phát triển nhiều hơn nữa, thì mơ hình thực đơn điện tử này
sẽ trở nên rất tiện lợi trong việc hỗ trợ và cải thiện đời sống con người.

xvi


0


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Chương 1: TỔNG QUAN
1.1.

ĐẶT VẤN ĐỀ
Thế giới đang trong làn sóng của cuộc cách mạng cơng nghiệp 4.0. Công nghệ

về điều khiển thông minh và điều khiển tự động cũng phát triển theo, chúng được ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực trong công nghiệp và đời sống. Các hệ thống nhà hàng, quán
cà phê, khách sạn, khu thương mại, siêu thị được phát triển và ngày càng có nhiều các
dịch vụ tiện ích. Trong đó hệ thống menu điện tử ngày càng được ưa chuộng và dần
thay thế cho menu truyền thống. Số lượng nhà hàng và khách sạn bắt đầu áp dụng
menu điện tử ngày càng nhiều.
Trên thị trường hiện nay chủ yếu là loại thực đơn truyền thống tuy nhiên thực
đơn truyền thống có một số hạn chế. Nếu sử dụng thực đơn giấy thông thường, khi
muốn thêm món mới, hay xóa món cũ, hoặc điều chỉnh thơng tin về món ăn đồ uống
như sửa tên món, giá tiền,… Ta phải xử lí rất cồng kềnh và phức tạp. Nhưng với thực
đơn điện tử thì việc thêm, xóa, hay điều chỉnh thơng tin tại qn, nhà hàng sẽ trở nên
dễ dàng và thuận tiện.
Một trong những điểm hay của thực đơn điện tử là sự dễ sử dụng khơng cầu kì
nhưng hiệu quả lại cực kỳ cao. Thực đơn điện tử sẽ giảm nhẹ công việc của người phục
vụ, giúp ghi nhớ và tính tốn chính xác, giúp tăng năng suất hoạt động cho nhà hàng,
khách sạn. Chính vì những tiện ích mà thực đơn điện tử mang lại trên nhóm em đã chọn

làm đề tài “Thiết kế và thi công mạch thực đơn điện tử” để làm đồ án tốt nghiệp.

1.2 MỤC TIÊU
Trong đề tài này mạch sử dụng kit ARM STM32F4 để điều khiển và hiển thị dữ
liệu thực đơn trên màn hình “7 inch LCD board” sau đó kết nối với module NodeMCU
ESP8266 để truyền dữ liệu món ăn, xử lý dữ liệu sau đó gửi dữ liệu lên web. Mạch có
thể đặt bàn ăn kiểm tra và quản lý dữ liệu thực đơn, chỉnh sửa, xóa và xuất hóa đơn
một cách nhanh chóng và chính xác. Mơ hình có tính thẩm mĩ, dễ dàng sử dụng và có
thể dụng được cho quán ăn nhỏ.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH THỰC ĐƠN ĐIỆN TỬ” bao gồm
những nội dung sau:
 Cài đặt phần mềm Keil C cho máy tính.
 Các đặt các thư viện giao tiếp với màn hình cảm ứng “7 inch LCD board” cho
Keil C.
 Nghiên cứu, tìm hiểu về màn hình cảm ứng 7 inch LCD board”.
 Nghiên cứu, tìm hiểu về kit STM32F4 discovery và Node MCU ESP8266.
 Nghiên cứu, tìm hiểu về các thuật toán và hàm giao tiếp cảm ứng với màn
hình và cách tạo giao diện trên màn hình.
 Xây dựng chương trình điều khiển giao tiếp giữa KEIL C và STM32F407.
 Thi công mạch, chạy thử và sửa lỗi.
 Viết báo cáo.

 Báo cáo đề tài tốt nghiệp.

1.4 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài này chỉ tập trung cho việc đặt bàn, gọi món ăn, thêm , xóa, chỉnh sửa
thực đơn sau đó cập nhập được dữ liệu lên web.
Kit STM32F discovery giao tiếp với màn hình “7 inch LCD board” và lúc này
màn sẽ hiển thị các giao diện giới thiệu và tùy chọn, trong tùy chọn có 3 lựa chọn (đặt
bàn, menu, đặt menu), hiển thị đặt bàn có 6 bàn, menu 6 món gồm thực đơn hơm nay
và ngày mai, đặt menu thì sẽ chỉnh sửa món ăn và giá tiền cho thực đơn ngày mai sau
đó dữ liệu mới sẽ được cập nhật lại vào menu chính.

1.5 BỐ CỤC
 Chương 1: Tổng Quan
 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết
 Chương 3: Thiết Kế và Tính Tốn
 Chương 4: Thi Cơng Hệ Thống
 Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá
 Chương 6: Kết luận và hướng phát triển
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Chương 1: Tổng quan.
Đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, các giới
hạn thông số và bố cục đồ án.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
Trình bày các kiến thức về giao tiếp với màn hình TFT LCD cách chuẩn giao
tiếp UART I2C giới thiệu về thông số các linh kiện sử dụng trong mạch.

Chương 3: Thiết kế và tính tốn.
Trình bày thiết kế sơ đồ ngun lý, sơ đồ mạch in,bố trí linh kiện, nguyên lý hoạt

động.
Chương 4: Thi cơng hệ thống.
Lắp đặt màn hình, ESP8266, KIT STM32F4 discovery trên mạch in, trình bày
lưu đồ giải thuật và chương trình đặt món ăn và dữ liệu lên web và app.
Chương 5: Kết quả, Nhận xét, Đánh giá.
Trình bày kết quả đạt được, viết tài liệu hướng dẫn sử dụng của mạch.
Chương 6: Kết luận và Hướng Phát Triển.
Kết luận chung và hướng phát triển của đề tài.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH

3


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Hệ thống thực đơn điện tử
2.1.1 Giới thiệu về thực đơn điện tử
Trên thị trường hiện nay chúng ta đã quen thuộc với thực đơn truyền thống.
Thực đơn điện tử tương tự như thực đơn truyền thống nhưng sẽ mang đến những trải
nghiệm tiện lợi và hiện đại cho khách hàng cũng như nhân viên. Giúp cho việc gọi
món và tính tiền trở nên nhanh chóng và chính xác hơn bao giờ hết. Chúng ta có thể dễ
dàng trong việc đặt bàn, gọi thêm, xóa món ăn với thao tác đơn giản nhưng hiệu quả
cực kì cao. Đồng thời có thể tạo và mơ tả thực đơn theo ý muốn, cập nhật thêm thơng
tin cho món ăn, giảm nhẹ công việc cho người phục vụ và tiết kiệm thời gian.
Quy trình hoạt động của hệ thống:

Hình 2.1: Hình thức của menu điện tử ở ngoài thực tế
Khách được người phục vụ trải nghiệm thực đơn điện tử để chọn bàn. Người
phục vụ có thể sử dụng thực đơn điện tử để xác định và chọn bàn cho khách
Khách hàng được người phục vụ cho trải nghiệm thực đơn điện tử để tự chọn món họ
u thích số lượng. Thế là order đã được lưu lại và người phục vụ có thể gửi đến người
xử lý khi kích hoạt.
Người phục vụ về với đội ngũ phục vụ, sau đó người phục giao món, điều chỉnh,
sửa đổi, xóa order, thêm món hoặc giải quyết yêu cầu mới của khách.

2.2 Giới thiệu về phần cứng
2.2.1 Giới thiệu KIT STM32F4 Discovery
Cấu trúc ARM (viết tắt từ tên gốc là Acorn RISC Machine) là một loại cấu trúc vi xử
lý 32 bit kiểu RISC lõi ARM Cortex-M4 hoạt động ở tần số lên đến 168 MHZ được

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH

4


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
sử dụng rộng rãi khả năng tiết kiệm năng lượng, các bộ CPU ARM chiếm ưu thế trong
các sản phẩm điện tử di động, ARM được ứng dụng và rộng rãi trên mọi lĩnh vực của
đời sống: Robot, máy tinh, điện thoại, xe hơi, máy giặt,…
Kit STM32F407 Discovery Cortex-M4 sử dụng chip STM32F407 là một loại kit
thông dụng được sử dụng trong nhà trường và sinh viên. Kit có giá thành phù hợp và
thiết kế thuận tiện cho việc thí nghiệm và nghiên cứu. Hỗ trợ giao tiếp với đa số các
ngoại vi.

Hình 2.2 Kit STM32F407 DISCOVERY

Hình 2.3 Sơ đồ khối của kit STM32F407
 USB ST-LINK với khả năng kiểm tra lại và ba giao diện khác nhau.
 Cổng gỡ lỗi.
 Cổng COM ảo.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH

5


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
•

Nguồn cung cấp: thơng qua USB hoặc nguồn điện bên ngồi 3V – 5V.

•

Tám đèn LED.

•

LD1 (đỏ/xanh) cho giao tiếp USB.

•

LD2 (đỏ) led báo nguồn 3.3V.

 Bốn led của người dùng, LD3 (màu cam), LD4 (xanh lục), LD5 (màu đỏ) và
LD6 (màu xanh lam).


2 đèn led OTG USB LD7 (xanh lá cây) VBUS và LD8 (màu đỏ) quá dòng

điện.
 Hai nút nhấn (người dùng và reset).

2.3 Giới thiệu Màn hình cảm ứng Capacitive
2.3.1 Khái niệm về màn hình cảm ứng
Mặc dù đang ngày càng trở nên phổ thơng nhưng điều đó khơng đồng nghĩa với
việc, màn hình cảm ứng là một phát minh mới. Màn hình cảm ứng đầu tiên được phát
minh từ những năm 1960 và đã trải qua rất nhiều thay đổi và cải tiến để trở thanh màn
hình cảm ứng như ta thấy ngày nay.
Các màn hình cảm ứng khơng chỉ giới hạn trên những chiếc smartphone và máy
tính bảng mà chúng được sử dụng ở mọi lĩnh vực, mọi góc cạnh cuộc sống, từ máy
ATM, thiết bị bán hàng, hệ thống định vị, máy chơi game cầm tay và thậm chí là
touchpad trên những chiếc laptop. Màn hình cảm ứng đang dần dần đi vào cuộc sống
vì vậy hiểu được cách thức hoạt động của chúng cũng giúp ích cho chúng ta.
Cấu tạo màn hình cảm ứng điện dung sẽ gồm nhiều lớp, nhưng lớp dưới cùng sẽ
buộc là tấm nền hỗ trợ hiển thị. Tấm nền sẽ được phủ một hợp chất làm từ hỗn hợp
dẻo, và có cấu tạo tùy vào màn hình mềm hoặc cứng khác nhau.
Màn hình cảm ứng điện dung được phủ một lớp điện cực hẹp ở bốn mặt của
màn hình cảm ứng tạo thành một điện trường điện áp thấp AC trong thân dẫn. Khi
chạm vào màn hình, bởi vì điện trường của con người, ngón tay và lớp dẫn điện sẽ
hình thành nên một lớp điện dung ghép nối, điện cực bốn mặt phát ra dòng điện sẽ
chảy đến điểm tiếp xúc, và cường độ hiện tại của ngón tay tới điện cực là tỉ lệ thuận để
khoảng cách nằm trên bộ điều khiển cảm ứng sẽ tính tốn vị trí của các điểm tiếp xúc.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH

6

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Màn hình cảm ứng điện dung có thể bảo vệ dây dẫn và cảm biến hiệu quả ngăn
các yếu tố bên ngoài chạm vào màn hình, ngay cả khi màn hình bị bụi bẩn màn hình
cảm ứng vẫn có thể tính tốn vị trí chính xác cảm ứng.
Màn hình cảm ứng sẽ gồm 3 thành phần chính để nhận biết các tín hiệu tác
động từ bên ngồi bao gịm phần cảm biến, phần cứng, và phần mềm bên trong. Nhiệm
vụ chính của màn hình cảm ứng là xác định vị trí với tọa độ xy khi có người dùng
chạm, vuốt, kéo thả trên bề mặt. Sự thay đổi điện áp, điện dung, điện trở khi ngón tay
chạm vào sẽ là cơ chế chính để màn hình nhận diện chính xác tọa độ xy.

Hình 2.4 Cách dị tọa độ của màn hình
Về bản chất thì cảm ứng điện dung có 2 loại, một là đơn điểm, không thể nhận
được quá 1 chạm cùng lúc và loại cịn lại thì có thể được gọi là đa điểm (multi-touch)
Với việc hiển thị giao diện và hình ảnh cho món ăn nên nhóm đã chọn màn hình cảm
ứng điện dung để làm đề tài của mình.
BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH

7


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.3.2 Giới thiệu màn hình cảm ứng 7INCH LCD BOARD

Hình 2.5 Hình ảnh mặt trước và sau của 7inch LCD Board
Module sử dụng là màn hình cảm ứng điện dung 7 inch capatitive touch

LCD(C) của hãng Waveshare.Lcd loại a-Si 480 hàng và 800 cột, độ phân giải là

800*480 pixel. Hỗ trợ chuẩn giao tiếp song song 8080. Tấm nền sử dụng IC GT811 có
thể nhận biết tối đa 5 điểm chạm đồng thời với độ chính xác cao. Điện áp hoạt động
3.0 đến 3.6V.
2.4 ESP8266 và module NODEMCU
2.4.1 Giới thiệu ESP8266
ESP8266 cung cấp giải pháp SoC wifi tích hợp đáp ứng nhu cầu của người
dùng, tiêu thụ năng lượng ít thiết kế nhỏ gọn và hiệu suất cao trong ngành cơng
nghiệp IOT, ESP 8266 có thể hoạt động độc lập như một máy chủ hoặc giao tiếp với
các máy chủ thông qua giao thức SPI/SIDO hoặc UART. Có bộ xử lý 32 bit giúp xử
lý nhanh chóng các dữ liệu.
ESP8266 là một mạch vi điều khiển có thể giúp chúng ta điều khiển các thiết
bị điện tử. Thêm vào đó nó được tích hợp wi-fi 2.4GHz có thể dùng cho lập trình:
•

Tích hợp modulee ESP-12E.

•

Tích hợp CP2102 và cổng chuyển đổi USB to UART.

•

Cổng USB cấp nguồn và nạp code hoặc gỡ lỗi UART.

•

2x15 chân GPIO.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH

8